越冬期测墒补灌对小麦耗水特性和水分利用效率的影响

摘要

试验于2013~2014和2014~2015年小麦生长季，在山东农业大学试验农场大田进行。试验设置5个处理：W0(全生育期不灌水)、W1(越冬期不灌水、拔节期和开花期分别补灌至0~40cm土层土壤相对含水量为65％和70%)、W2(越冬期、拔节期和开花期分别补灌至土壤相对含水量为70%、65%和70%)、W3(越冬期、拔节期和开花期分别补灌至土壤相对含水量为75%、65%和70%)和W4(越冬期、拔节期和开花期均定量灌溉60 mm)。供试品种为济麦22，试验结果如下：
　　1、不同水分处理对小麦耗水特性的影响
　　两个小麦生长季，越冬期灌水量均为W4最高，W3次之，W2处理最低；总灌水量及其占总耗水量的比例为W4＞W3＞W2＞W1＞W0。全生育期60~120 cm土层土壤贮水消耗量、总耗水量和开花至成熟期的耗水量和日耗水量均为W4最高，W2和W3次之，W1再次之，W0最低，W2和W3处理无显著差异。
　　2、不同水分处理对旗叶光合特性和干物质积累与转运的影响
　　两个小麦生长季，开花后14d和21d，旗叶净光合速率Pn、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs均为W4最高，W2和W3次之，W0处理最低，W2和W3处理无显著差异。开花后14d和21d旗叶叶绿素含量和实际最大光化学活性ΦPSⅡ分别为W4＞W2、W3＞W1＞W0和W2、W3＞W4＞W1＞W0。开花期和成熟期的干物质积累量为W4最高，W2次之，W0处理最低。开花后干物质的积累量在籽粒中分配量及其对籽粒的贡献率均为W4＞W2、W3＞W1＞W0。成熟期干物质在籽粒中的分配量为W4＞W2、W3＞W1＞W0；分配比例为W4最高，W2次之，W0处理最低。开花后14d和21d，旗叶蔗糖含量和磷酸蔗糖合成酶活性为W4＞W2、W3＞W1＞W0。
　　2013~2014年小麦生长季，开花后14d和21d，旗叶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均为W4＞W2、W3＞W1＞W0；开花后14d、21d和28d，旗叶丙二醛含量(MDA)和可溶性蛋白含量分别为W0＞W1＞W2、W3＞W4和W4＞W3＞W2＞W1＞W0。2014~2015年生长季，开花后14d和21d，旗叶SOD和CAT活性为W4＞W3＞W2＞W1＞W0；开花后14d、21d和28d，MDA和可溶性蛋白含量分别为W0＞W1＞W2、W3＞W4和W4＞W2、W3＞W1＞W0。两个小麦生长季，开花后21d和28d，籽粒灌浆速率均为定量灌溉的W4最高，W2和W3次之，W0最低，W2和W3处理无显著差异。
　　两个小麦生长季，开花后小麦冠层光合有效辐射(PAR)截获率为W4＞W2、W3＞W1＞W0，反射率为W0＞W1＞W2、W3＞W4；冠层PAR漏射率为W0最高，W1次之，W4处理最低。小麦开花后干物质净积累量以及光合有效辐射截获量均为W4最高，W2次之，W0处理最低。2013~2014年生长季，冠层PAR转化率为W2、W3＞W1、W4＞W0；2014~2015年生长季，PAR转化率为W4＞W2＞W3＞W1＞W0。
　　3、不同水分处理对植株氮素积累与转运的影响
　　两个小麦生长季，成熟期籽粒氮素积累量为W4＞W2、W3＞W1＞W0，占成熟期总氮素积累量的比例为W2显著高于其余各处理。开花期营养器官氮素积累量为定量灌溉的W4最高，W2和W3次之，W0最低，W2和W3处理无显著差异。成熟期氮素总积累量及其对籽粒的贡献率为W2显著高于其余各处理。
　　4、不同水分处理对小麦产量和水分利用效率的影响
　　两个小麦生长季，籽粒产量均为定量灌溉的W4最高，W2和W3次之，W0处理最低，W2和W3处理无显著差异；灌溉效益为W2＞W3＞W1＞W4＞W0。2013~2014年生长季，水分利用效率为W2＞W3＞W1＞W4＞W0。2014~2015年生长季，水分利用效率为W2、W3＞W1＞W4＞W0。以上结果表明，依据0~40 cm土层土壤进行测墒补灌，越冬期土壤目标相对含水量为70%的W2处理，总灌水量显著低于W3和W4，籽粒产量仅次于定量灌溉的W4处理，高于不灌越冬水的W1处理，水分利用效率和灌溉效益最高，是本试验条件下高产节水的最优处理。